(57)【要約】  エネルギー伝達効率を高め、通信距離を長くすることのできる無線ＩＣタグ、リーダライタ及び情報処理システムを得る。  無線ＩＣチップ（１０）と、二つのコイル状アンテナ（２０Ａ），（２０Ｂ）とを備えた無線ＩＣタグ。コイル状アンテナ（２０Ａ），（２０Ｂ）のそれぞれの一端は無線ＩＣチップ（１０）と電気的に接続され、それぞれの他端は互いに電気的に接続されている。また、コイル状アンテナ（２０Ａ），（２０Ｂ）はそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じである。また、リーダライタ（５０）は情報処理回路（５１）に接続されたアンテナ（５２）を備え、このアンテナ（５２）とコイル状アンテナ（２０Ａ），（２０Ｂ）とが電磁結合して通信する。
2011055702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＩＣチップと、少なくとも二つのコイル状アンテナと、を備え、
前記少なくとも二つのコイル状アンテナのそれぞれの一端は前記無線ＩＣチップと電気的に接続され、それぞれの他端は互いに電気的に接続され、
前記少なくとも二つのコイル状アンテナはそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであること、
を特徴とする無線ＩＣタグ。
【請求項２】
前記少なくとも二つのコイル状アンテナは、基板に形成されたコイル導体を複数積層してなること、を特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣタグ。
【請求項３】
前記コイル導体は巻回軸方向に平面視で重なる位置に形成されていること、を特徴とする請求項２に記載の無線ＩＣタグ。
【請求項４】
前記無線ＩＣチップは前記基板上に搭載されるとともに封止部材にて覆われていること、を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の無線ＩＣタグ。
【請求項５】
前記基板の上面又は下面にフェライト層が設けられていること、を特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の無線ＩＣタグ。
【請求項６】
前記少なくとも二つのコイル状アンテナは基板に形成され、該基板に外部電極が形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の無線ＩＣタグ。
【請求項７】
前記少なくとも二つのコイル状アンテナと前記外部電極とが電気的に接続していること、を特徴とする請求項６に記載の無線ＩＣタグ。
【請求項８】
前記外部電極と対向するブーストアンテナを備えたこと、を特徴とする請求項６又は請求項７に記載の無線ＩＣタグ。
【請求項９】
アンテナと、情報処理部と、を備え、
前記アンテナは第１のコイル状アンテナ部及び第２のコイル状アンテナ部を含み、
前記第１及び第２のコイル状アンテナ部のそれぞれの一端は前記情報処理部と電気的に接続され、それぞれの他端は互いに電気的に接続され、
前記第１及び第２のコイル状アンテナ部はそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであること、
を特徴とするリーダライタ。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の無線ＩＣタグと、リーダライタと、を備え、
前記リーダライタにて前記無線ＩＣタグの情報を処理すること、
を特徴とする情報処理システム。
【請求項１１】
前記リーダライタのアンテナは前記無線ＩＣタグのコイル状アンテナとほぼ同じサイズのループアンテナであること、を特徴とする請求項１０に記載の情報処理システム。
【請求項１２】
前記リーダライタは請求項９に記載のリーダライタであること、を特徴とする請求項１１に記載の情報処理システム。
【請求項１３】
前記リーダライタは前記ループアンテナに整合回路を有すること、を特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＩＣタグ、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる無線ＩＣタグ、該無線ＩＣタグと通信するリーダライタ、及び、該無線ＩＣタグを備えた情報処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の管理システムとして、誘導電磁界を発生するリーダライタと物品に付された所定の情報を記憶した無線タグとを非接触方式で通信し、情報を伝達するＲＦＩＤシステムが開発されている。この種のＲＦＩＤシステムに使用される無線タグとして、特許文献１には、８の字を描くように直列に接続された二つのコイル状アンテナを備えた無線ＩＣタグが記載されている。【０００３】
しかしながら、前記無線ＩＣタグでは、二つのコイル状アンテナは巻回方向が互いに逆であるため、リーダライタのループアンテナから放射された高周波磁界を受けた場合に発生する電流が互いに打ち消し合うという不具合を有している。それゆえ、無線ＩＣタグとリーダライタとのエネルギー伝達効率が低下し、通信距離が短くなってしまうという問題点を生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２６７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、エネルギー伝達効率を高め、通信距離を長くすることのできる無線ＩＣタグ、リーダライタ及び情報処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の第１の形態である無線ＩＣタグは、
無線ＩＣチップと、少なくとも二つのコイル状アンテナと、を備え、
前記少なくとも二つのコイル状アンテナのそれぞれの一端は前記無線ＩＣチップと電気的に接続され、それぞれの他端は互いに電気的に接続され、
前記少なくとも二つのコイル状アンテナはそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであること、
を特徴とする。【０００７】
本発明の第２の形態であるリーダライタは、
アンテナと、情報処理部と、を備え、
前記アンテナは第１のコイル状アンテナ部及び第２のコイル状アンテナ部を含み、
前記第１及び第２のコイル状アンテナ部のそれぞれの一端は前記情報処理部と電気的に接続され、それぞれの他端は互いに電気的に接続され、
前記第１及び第２のコイル状アンテナ部はそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであること、
を特徴とする。【０００８】
本発明の第３の形態である情報処理システムは、
前記第１の形態である無線ＩＣタグと、リーダライタと、を備え、
前記リーダライタにて前記無線ＩＣタグの情報を処理すること、
を特徴とする。【０００９】
第３の形態である情報処理システムは、第２の形態であるリーダライタを備えていてもよい。【００１０】
前記無線ＩＣタグ、リーダライタ及び情報処理システムにおいて、高周波信号（例えば、ＵＨＦ帯、ＨＦ帯）を比較的近距離で送受信する複数のコイル状アンテナ（コイル状アンテナ部）はそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであるため、各アンテナ（アンテナ部）に生じた電流が打ち消し合うことはなく、エネルギー伝達効率が向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、リーダライタのアンテナと無線ＩＣタグのアンテナとのエネルギー伝達効率が向上し、通信距離を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例である無線ＩＣタグを含む情報処理システムを示す斜視図。
【図２】図１に示した無線ＩＣタグを示す斜視図。
【図３】図２に示した無線ＩＣタグのコイル状アンテナの積層構造を示す斜視図。
【図４】無線ＩＣタグの取付け状態の第１例を示す斜視図。
【図５】無線ＩＣタグの取付け状態の第２例を示す斜視図。
【図６】リーダライタのアンテナの変形例１を示す斜視図。
【図７】リーダライタのアンテナの変形例２を示す斜視図。
【図８】リーダライタのアンテナの変形例３を示す斜視図。
【図９】リーダライタのアンテナの変形例４を示す斜視図。
【図１０】情報処理システムの他の例を示す説明図。
【図１１】図１０に示した情報処理システムであって、（Ａ）はリーダライタ側アンテナの斜視図、（Ｂ）は回路のブロック図。
【図１２】第２実施例である無線ＩＣタグを示す斜視図。
【図１３】図１２に示した無線ＩＣタグとブーストアンテナを示す斜視図。
【図１４】第３実施例である無線ＩＣタグを示す斜視図。
【図１５】図１４に示した無線ＩＣタグの等価回路図。
【図１６】図１４に示した無線ＩＣタグの変形例の等価回路図。
【図１７】（Ａ），（Ｂ）ともに第４実施例である無線ＩＣタグを示す斜視図。
【図１８】第５実施例である無線ＩＣタグを示す斜視図。
【図１９】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）ともに第６実施例である無線ＩＣタグを示す斜視図。
【図２０】（Ａ），（Ｂ）ともに第７実施例である無線ＩＣタグを示す斜視図。
【図２１】第８実施例である無線ＩＣタグを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る無線ＩＣタグ、リーダライタ及び情報処理システムの実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１実施例、図１〜図５参照）
第１実施例である無線ＩＣタグ１Ａは、図１に示すように、所定周波数の送受信信号を処理する無線ＩＣチップ１０と、二つのコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂと、を備えている。
【００１５】
無線ＩＣチップ１０は、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされており、裏面に図示しない一対の入出力端子電極が設けられている。
【００１６】
コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂは、導体をコイル状に巻回したもので、それぞれの一端は無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極に電気的に接続され、それぞれの他端は互いに電気的に接続されている。これらのアンテナ２０Ａ，２０Ｂはそれぞれの巻回軸が平面視で異なる位置に配置され、かつ、ある瞬間に流れた電流による磁界の向きが同じになるよう巻回方向が同じである。アンテナ２０Ａ，２０Ｂは、図３を参照して以下に説明するように、基板２１に形成されたコイル導体を複数積層して構成され、無線ＩＣチップ１０は基板２１上に実装されている。
【００１７】
前記無線ＩＣタグ１Ａはリーダライタ５０と通信可能であり、両者で情報処理システムを構成している。リーダライタ５０は、周知の情報処理回路５１とアンテナ５２とを備えている。アンテナ５２は無線ＩＣタグ１Ａのアンテナ２０Ａ，２０Ｂを合わせた面積とほぼ等しい面積のループ形状をなす磁界型アンテナである。
【００１８】
この情報処理システムにおいて、リーダライタ５０のアンテナ５２を無線ＩＣタグ１Ａに近接させることによって、アンテナ５２から放射された所定周波数の信号に基づく磁束がコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂを貫通することにより、該アンテナ２０Ａ，２０Ｂに電流が流れる。即ち、アンテナ５２とアンテナ２０Ａ，２０Ｂが電磁結合する。この電流が無線ＩＣチップ１０に供給されて無線ＩＣチップ１０を動作させる。一方、無線ＩＣチップ１０からの応答信号がコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂからアンテナ５２に放射され、リーダライタ５０の情報処理回路５１で読み取られる。
【００１９】
前記コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂは互いの巻回方向が同じであるため、各アンテナ２０Ａ，２０Ｂに生じた電流が打ち消し合うことはなく、エネルギー伝達効率が向上する。即ち、アンテナ５２とアンテナ２０Ａ，２０Ｂとの通信距離が長くなる。また、アンテナ２０Ａ，２０Ｂを積層構造で形成し、それぞれのコイル導体を平面視で重なる位置に形成することにより、コイルの開口面積を大きくすることができ、交差する磁束が多くなるため、通信距離がより増加する。
【００２０】
ところで、本第１実施例では、リーダライタ５０のアンテナ５２として、小型のループ形状のアンテナを使用しており、無線ＩＣタグ１Ａとの通信は主に磁界で行われる。磁界は距離に対する減衰が電界よりも大きいため、比較的近接した状態で通信が行われる。このため、リーダライタ５０にて読取り対象となる無線ＩＣタグのみに限定して通信を行うことができ、周辺にある読取り対象外の無線ＩＣタグと誤って通信を行うおそれはない。
【００２１】
無線ＩＣチップ１０のインピーダンスの虚数部と、コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂのインピーダンスの虚数部は、通信に使用する信号の周波数で共役の関係になるようにすることが望ましい。つまり、コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂの共振周波数が使用周波数付近にあることが望ましい。インピーダンスの実部が一致することはさらに望ましい。
【００２２】
特に、コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂを積層タイプで大きな開口部とすると、小型で大きいインダクタンス値を得ることができ、ひいては、無線ＩＣタグ１Ａ自体が小型化される。使用周波数を９５０ＭＨｚ近辺の短波長とすることで、より小型になる。通信にＵＨＦ帯の周波数を用いる場合、無線ＩＣタグ１Ａとしては、例えば、縦３．２ｍｍ、横１．６ｍｍ、高さ０．５ｍｍのサイズにまとめることができる。
【００２３】
また、無線ＩＣタグ１Ａを物品に取り付けるには、両面テープや接着剤を用いてもよく、シール、ラベル、テープなどで貼着してもよい。この場合、無線ＩＣチップ１０側あるいはアンテナ２０Ａ，２０Ｂ側のいずれを物品の表面に向けてもよい。
【００２４】
また、図２に示すように、基板２１上に樹脂あるいはセラミックからなる封止部材２２を設けて無線ＩＣチップ１０を封止してもよい。封止部材２２は以下に説明する基板２１の材料と同じ材料であってもよい。封止部材２２にて無線ＩＣチップ１０を保護できるとともに、封止部材２２の表面を平坦にすることによって物品への貼着が容易になる。
【００２５】
ここで、コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂの積層構造の一例を図３を参照して説明する。基板２１は複数枚のシートに電極や導体、ビアホール導体を形成して積層したものである。第１層目には無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極に接続される電極３１ａ，３１ｂが形成され、第２層目から第４層目にはコイル導体３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂが形成され、第５層目には接続用コイル導体３５が形成されている。コイル導体３２ａ，３２ｂ〜３４ａ，３４ｂはビアホール導体３６ａ，３６ｂを介してコイル状に接続してアンテナ２０Ａ，２０Ｂを形成し、それぞれの他端はビアホール導体３７ａ，３７ｂを介してコイル導体３５の両端に接続されている。また、アンテナ２０Ａ，２０Ｂの一端はビアホール導体３８ａ，３８ｂを介して電極３１ａ，３１ｂに接続されている。
【００２６】
基板２１の各シートは、一般的な比誘電率３〜４の樹脂で形成してもよいが、それよりも高い誘電率の材料で形成することが好ましい。例えば、比誘電率が７以上のセラミックである。
【００２７】
コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂを積層タイプとすることで、開口部を大きくできる以外に、動作の安定性を図ることができる。即ち、前記コイル導体間の容量がコイル導体間の材質（シートの材質）によって決まるため、無線ＩＣタグ１Ａの貼着対象物品の誘電率の影響が少なく（浮遊容量の変動が生じにくい）、コイルのインダクタンス値の変化が少ない。それゆえ、共振周波数の変化が少なく、通信距離が安定することになる。特に、基板２１に高誘電率の材料を用いることで、基板２１内でのコイルのインピーダンスがほぼ決定され、使用環境からの影響が受けにくくなる。
【００２８】
前記無線ＩＣタグ１Ａは種々の物品に貼着して使用されるが、図４に示すように、金属板８１上に貼着しても使用することができる。この場合、無線ＩＣタグ１Ａは無線ＩＣチップ１０側を金属板８１側に向けることで、リーダライタ５０との確実な通信を行うことができる。この場合、前記封止部材２２が磁束の通過経路となる。アンテナ２０Ａ，２０Ｂを金属板８１側に向けて貼着する場合であっても、アンテナ２０Ａ，２０Ｂをできるだけ基板２１の上側に配置することで、金属板８１との間で磁束の通過経路を確保することができる。
【００２９】
また、図５に示すように、金属体８２の凹部８２ａに無線ＩＣタグ１Ａを埋設するようにしてもよい。リーダライタ５０のアンテナ５２が無線ＩＣタグ１Ａと同じサイズの小型であっても、磁界をタグ１Ａに集中させることができ、確実な通信が可能となる。この場合、無線ＩＣタグ１Ａと凹部８２ａとの壁部には磁束の通過経路として隙間を設けることが好ましい。
【００３０】
（リーダライタのアンテナの変形例１、図６参照）
リーダライタ５０のアンテナは、ループ形状ではなく、図６に示すように、平板状をなす電界型のアンテナ５３Ａ，５３Ｂであってもよい。無線ＩＣタグ１Ａのコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂは二つに分かれているため、それぞれのアンテナ２０Ａ，２０Ｂで電位差を生じて電界が発生する。このため、リーダライタ５０に電界型の平板状をなすアンテナ５３Ａ，５３Ｂであっても動作させることができる。
【００３１】
（リーダライタのアンテナの変形例２、図７参照）
リーダライタ５０のアンテナは、図７に示すように、複数ターンのループ形状の磁界型のアンテナ５４であってもよい。磁界の強度が強まるため、通信距離を長くすることができる。
【００３２】
（リーダライタのアンテナの変形例３、図８参照）
リーダライタ５０のアンテナは、図８に示すように、前記コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂと同様に、第１のコイル状アンテナ部５５Ａ及び第２のコイル状アンテナ部５５Ｂにて構成されていてもよい。コイル状アンテナ部５５Ａ，５５Ｂのそれぞれの一端は情報処理回路５１と電気的に接続され、それぞれの他端は互いに電気的に接続されている。そして、アンテナ部５５Ａ，５５Ｂはそれぞれの巻回軸が平面視で異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じである。
【００３３】
このコイル状アンテナ部５５Ａ，５５Ｂは、巻回方向が同じとされているため、前記コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂと同様の作用効果を奏し、無線ＩＣタグとの通信時におけるエネルギー伝達効率を向上させ、通信距離を長くすることができる。また、リーダライタ５０の小型化にも寄与する。なお、変形例３のアンテナを用いる場合、無線ＩＣタグとしては、必ずしも、二つのコイル状アンテナを用いる必要はない。
【００３４】
（リーダライタのアンテナの変形例４、図９参照）
図９に示すように、リーダライタ５０のアンテナ５２と情報処理回路５１との間に、インダクタンスＬ１，Ｌ２とキャパシタンスＣとからなる整合回路を設けてもよい。使用周波数でのインピーダンスの整合をとることができるので、情報処理回路５１とアンテナ５２とのエネルギー伝達効率が向上し、小さな電力でも通信距離を長くすることができる。なお、整合回路としては、図９に示すもの以外の回路構成であってもよい。
【００３５】
（情報処理システムの他の例、図１０及び図１１参照）
次に、前記無線ＩＣタグ１Ａを用いた情報処理システムの他の例を説明する。なお、無線ＩＣタグ１Ａ以外の他の無線ＩＣタグを用いることも勿論可能である。
【００３６】
図１０に示すように、この情報処理システムは、リーダライタと無線ＩＣタグ１Ａとの間で、非接触方式で情報を伝達するシステムであり、ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯の高周波信号の送受信を行う。図１１（Ａ）に示すように、リーダライタは、エポキシ樹脂などの硬質部材からなる支持部材６１の表面にループアンテナ６２を設けたアンテナヘッド６０を備えている。このループアンテナ６２は両端を給電部６２ａ，６２ｂとした１ターンのループ状導体にて形成されており、給電部６２ａ，６２ｂは同軸ケーブル６５を介してリーダライタの図示しない情報処理回路に接続されている。この例では給電部６２ａ，６２ｂは、アンテナ６２の形成面と反対面の電極とスルーホールを介して接続されており、その電極と同軸ケーブル６５とが接続されている。無線ＩＣタグ１Ａは前記第１実施例として図２及び図３を参照して説明したものである。
【００３７】
図１１（Ｂ）に示すように、同軸ケーブル６５とループアンテナ６２との間には、キャパシタンス素子Ｃとインダクタンス素子Ｌからなる整合回路が介在されており、給電部６２ａが同軸ケーブル６５の内部導体６６に、給電部６２ｂが同軸ケーブル６５の外部導体６７に、それぞれ整合回路を介して接続されている。キャパシタンス素子Ｃとインダクタンス素子Ｌは、アンテナ形成面の反対面に配置することでアンテナ６２との距離を確保でき、アンテナ６２から発生する磁界を妨げず、小さい面積でアンテナ６２との整合回路を形成することができる。同軸ケーブル６５は、５０Ω線路として構成されており、整合回路にて同軸ケーブル６５のインピーダンスとループアンテナ６２のインピーダンスとの整合が図られている。図１０に示すように、アンテナヘッド６０は同軸ケーブル６５を介して把持部７０に取り付けられ、人の手で把持しながら使用可能なペン型ヘッドとして構成されている。
【００３８】
本情報処理システムではリーダライタのアンテナと無線ＩＣタグとを近接させた形態で用いられ、対象となる無線ＩＣタグのみに限定して通信を行うことができる。
【００３９】
（第２実施例、図１２及び図１３参照）
第２実施例である無線ＩＣタグ１Ｂは、図１２に示すように、アンテナ２０Ａ，２０Ｂを内蔵した基板２１の表面（下面）にアンテナ２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ対向する外部電極２３Ａ，２３Ｂを形成したものである。他の構成は前記無線ＩＣタグ１Ａと同様である。外部電極２３Ａ，２３Ｂを設けることで、無線ＩＣタグ１Ｂをプリント配線基板などの物品にはんだ付けすることができる。
【００４０】
また、外部電極２３Ａ，２３Ｂにプローブ（図示せず）を接触又は近接させることで、無線ＩＣタグ１Ｂを動作させることができる。プローブは、外部電極２３Ａ，２３Ｂ間のインピーダンスの共役となるインピーダンスにしておくことが望ましい。前述のように、それぞれのアンテナ２０Ａ，２０Ｂでは電位差が発生し、これらとそれぞれ容量結合もしくは電磁結合している外部電極２３Ａ，２３Ｂにも電位差が発生する。このため、外部電極２３Ａ，２３Ｂにプローブを接触又は近接させて電位差を与えることで、無線ＩＣタグ１Ｂを動作させることができる。アンテナ５２による読取りではアンテナ５２と無線ＩＣタグ１Ｂとの距離を安定させることが必要であるが、プローブによる読取りは、そのような問題はなく確実な読取りが可能である。さらに、外部電極２３Ａ，２３Ｂ間のインピーダンスを測定することも可能であり、これにて無線ＩＣタグ１Ｂの内部配線の異常を検知することができる。
【００４１】
また、無線ＩＣタグ１Ｂは、図１３に示すように、ミアンダ状のブーストアンテナ２４Ａ，２４Ｂを外部電極２３Ａ，２３Ｂに接続してもよい。ブーストアンテナ２４Ａ，２４Ｂは電界放射型であるが、ループ形状の磁界放射型のブーストアンテナであってもよい。
【００４２】
即ち、本第２実施例のように基板２１の表面に外部電極２３Ａ，２３Ｂを形成すると、比較的近接した状態でのリーダライタとの通信に加えて、プローブで無線ＩＣタグを動作させたり、比較的離れた状態でのリーダライタとの通信を行ったりすることができる。
【００４３】
（第３実施例、図１４〜図１６参照）
第３実施例である無線ＩＣタグ１Ｃは、図１４に示すように、前記無線ＩＣタグ１Ｂに設けた外部電極２３Ａ，２３Ｂをコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂに電気的に接続したものである。その等価回路を図１５に示す。さらに、外部電極２３Ａ，２３Ｂとコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂとの間に容量Ｃ１，Ｃ２を介在させてもよい（図１６参照）。
【００４４】
図１４に示すように、外部電極２３Ａ，２３Ｂをコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂと電気的に直結すると、両者の電位の関係を簡単に決めることができ、外部電極２３Ａ，２３Ｂのインピーダンスを様々な値に容易に設計することができる。また、図１６に示すように、容量Ｃ１，Ｃ２を介して接続すると、外部電極２３Ａ，２３Ｂは無線ＩＣチップ１０とは直結していないため、静電気の侵入に対して無線ＩＣチップ１０を保護することができる。
【００４５】
（第４実施例、図１７参照）
第４実施例である無線ＩＣタグ１Ｄは、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示すように、二つのコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂの巻回数を異ならせたものであり、他の構成は前記無線ＩＣタグ１Ａと同様である。このように、左右で巻回数を異ならせても、その作用効果は基本的に無線ＩＣタグ１Ａと同様である。さらに、アンテナ２０Ａ，２０Ｂの設計の自由度が上がり、アンテナ２０Ａ，２０Ｂでインダクタンス値が異なるため、前記外部電極２３Ａ，２３Ｂを設けた場合に、インピーダンスの設計が容易になる。
【００４６】
（第５実施例、図１８参照）
第５実施例である無線ＩＣタグ１Ｅは、図１８に示すように、二つのコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂのサイズを異ならせたものであり、他の構成は前記無線ＩＣタグ１Ａと同様である。このように、左右でサイズを異ならせても、その作用効果は基本的に無線ＩＣタグ１Ａと同様である。さらに、アンテナ２０Ａ，２０Ｂの設計の自由度が上がり、アンテナ２０Ａ，２０Ｂでインダクタンス値が異なるため、前記外部電極２３Ａ，２３Ｂを設けた場合に、インピーダンスの設計が容易になる。
【００４７】
（第６実施例、図１９参照）
第６実施例である無線ＩＣタグ１Ｈは、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）及び図１９（Ｃ）に示すように、基板２１の略全面積にわたって巻回したコイル状大径アンテナ２０Ｃと、コイル状小径アンテナ２０Ｄとを組み合わせたものであり、他の構成は前記無線ＩＣタグ１Ａと同様である。
【００４８】
図１９（Ａ）はコイル状大径アンテナ２０Ｃの直下にコイル状小径アンテナ２０Ｄを互いの巻回軸を異ならせて配置したものを示す。図１９（Ｂ）はコイル状大径アンテナ２０Ｃの直上にコイル状小径アンテナ２０Ｄを互いの巻回軸を異ならせて配置したものを示す。図１９（Ｃ）はコイル状大径アンテナ２０Ｃの直下に二つのコイル状小径アンテナ２０Ｄを互いの巻回軸を異ならせて配置したものを示す。なお、この二つのコイル状小径アンテナ２０Ｄをコイル状大径アンテナ２０Ｃの直上に配置してもよいことは勿論である。
【００４９】
本第６実施例のように、コイル状大径アンテナ２０Ｃとコイル状小径アンテナ２０Ｄとを組み合わせた場合、大径アンテナ２０Ｃが通信用のメインアンテナとして機能し、通信距離を長くすることができる。小径アンテナ２０Ｄは通信用のサブアンテナとして機能するとともにインピーダンスマッチングの調整用素子として機能する。また、図１９（Ｂ）に示したように、小径アンテナ２０Ｄを無線ＩＣチップ１０に近い側に配置すると、小径アンテナ２０Ｄによるインピーダンスの調整がより容易になる。
【００５０】
なお、前記各実施例において、コイル状アンテナの個数は３以上であってもよい。例えば、コイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂの間にいま一つのコイル状アンテナを介在させてもよい。
【００５１】
（第７実施例、図２０参照）
第７実施例である無線ＩＣタグ１Ｆは、図２０（Ａ）に示すように、基板２１の下面にフェライトシート２５を貼着したものであり、他の構成は前記無線ＩＣタグ１Ａと同様である。フェライトシート２５は図２０（Ｂ）に示すように基板２１の上面に貼着してもよい。フェライトシート２５を基板の上面に設ける場合は、無線ＩＣチップ１０の保護層としても機能する。図２に示した封止部材２２の上面にフェライトシート２５を設けてもよい。
【００５２】
無線ＩＣタグを図４に示したように金属板８１上に貼着した場合、金属板８１は磁界を通過させないため、通信距離が短くなる。しかし、基板２１の下面にフェライトシート２５を設けることにより、磁界がフェライトシート２５を通過することになり、通信距離を長くすることができる。
【００５３】
（第８実施例、図２１参照）
第８実施例である無線ＩＣタグ１Ｇは、図２１に示すように、基板２１にチップ部品２９（インダクタンスやキャパシタンスなど）を搭載したもので、回路的にはコイル状アンテナ２０Ａ，２０Ｂのいずれに挿入されていてもよい。他の構成は前記無線ＩＣタグ１Ａと同様である。なお、無線ＩＣチップ１０と並列にキャパシタンスを搭載してもよい。
【００５４】
（他の実施例）
なお、本発明に係る無線ＩＣタグ、リーダライタ及び情報処理システムは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【００５５】
例えば、前記実施例では、アンテナが形成された基板上に無線ＩＣチップを実装しているが、該基板内に無線ＩＣチップを実装するようにしてもよい。また、無線ＩＣチップの再配線層にアンテナを形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明は、無線ＩＣタグ、リーダライタ及び情報処理システムに有用であり、特に、リーダライタのアンテナと無線ＩＣタグのアンテナとのエネルギー伝達効率が向上し、通信距離を長くできる点で優れている。
【符号の説明】
【００５７】
１Ａ〜１Ｈ…無線ＩＣタグ
１０…無線ＩＣチップ
２０Ａ，２０Ｂ…コイル状アンテナ
２０Ｃ…コイル状大径アンテナ
２０Ｄ…コイル状小径アンテナ
２１…基板
２２…封止部材
２３Ａ，２３Ｂ…外部電極
２４Ａ，２４Ｂ…ブーストアンテナ
２５…フェライトシート
３２ａ，３２ｂ〜３４ａ，３４ｂ…コイル導体
５０…リーダライタ
５１…情報処理回路
５２，５３Ａ，５３Ｂ，５４，６２…アンテナ
５５Ａ，５５Ｂ…コイル状アンテナ部
【図１】
2011055702.tif 000003
【図２】
2011055702.tif 000004
【図３】
2011055702.tif 000005
【図４】
2011055702.tif 000006
【図５】
2011055702.tif 000007
【図６】
2011055702.tif 000008
【図７】
2011055702.tif 000009
【図８】
2011055702.tif 000010
【図９】
2011055702.tif 000011
【図１０】
2011055702.tif 000012
【図１１】
2011055702.tif 000013
【図１２】
2011055702.tif 000014
【図１３】
2011055702.tif 000015
【図１４】
2011055702.tif 000016
【図１５】
2011055702.tif 000017
【図１６】
2011055702.tif 000018
【図１７】
2011055702.tif 000019
【図１８】
2011055702.tif 000020
【図１９】
2011055702.tif 000021
【図２０】
2011055702.tif 000022
【図２１】
2011055702.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＩＣタグとリーダライタとをＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯の高周波信号を利用して無線通信する情報処理システムであって、
前記無線ＩＣタグは、無線ＩＣチップと、少なくとも二つのコイル状アンテナと、を備え、前記二つのコイル状アンテナはそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであり、
前記リーダライタは、情報処理部とアンテナとを備え、前記リーダライタのアンテナは、その外形サイズが前記二つのコイル状アンテナを巻回軸方向から見たときの外形サイズとほぼ同じであること、
を特徴とする情報処理システム。
【請求項２】
前記リーダライタのアンテナは、第１のコイル状アンテナ部及び第２のコイル状アンテナ部を含み、
前記第１及び第２のコイル状アンテナ部は、それぞれ、前記無線ＩＣタグの二つのコイル状アンテナに対向し得るように配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項３】
無線ＩＣタグとリーダライタとをＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯の高周波信号を利用して無線通信する情報処理システムであって、
前記無線ＩＣタグは、無線ＩＣチップと、少なくとも二つのコイル状アンテナと、を備え、前記二つのコイル状アンテナはそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであり、
前記リーダライタは、情報処理部とアンテナとを備え、前記リーダライタのアンテナは、二つの平板状アンテナを隣接配置してなり、前記二つの平板状アンテナの外形サイズが前記二つのコイル状アンテナを巻回軸方向から見たときの外形サイズとほぼ同じであること、
を特徴とする情報処理システム。
【請求項４】
前記リーダライタのアンテナは、複数ターンのループで構成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の情報処理システム。
【請求項５】
前記リーダライタは、前記情報処理部と前記アンテナとの間に、整合回路をさらに備えていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の情報処理システム。
【請求項６】
前記リーダライタは、把持部と該把持部に取り付けられたペン型のアンテナヘッドとを備え、リーダライタのアンテナが前記アンテナヘッドに設けられていること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の情報処理システム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムなどに用いられる無線ＩＣタグを備えた情報処理システムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、エネルギー伝達効率を高め、通信距離を長くすることのできる情報処理システムを提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の第１の形態である情報処理システムは、
無線ＩＣタグとリーダライタとをＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯の高周波信号を利用して無線通信する情報処理システムであって、
前記無線ＩＣタグは、無線ＩＣチップと、少なくとも二つのコイル状アンテナと、を備え、前記二つのコイル状アンテナはそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであり、
前記リーダライタは、情報処理部とアンテナとを備え、前記リーダライタのアンテナは、その外形サイズが前記二つのコイル状アンテナを巻回軸方向から見たときの外形サイズとほぼ同じであること、
を特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第２の形態である情報処理システムは、
無線ＩＣタグとリーダライタとをＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯の高周波信号を利用して無線通信する情報処理システムであって、
前記無線ＩＣタグは、無線ＩＣチップと、少なくとも二つのコイル状アンテナと、を備え、前記二つのコイル状アンテナはそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであり、
前記リーダライタは、情報処理部とアンテナとを備え、前記リーダライタのアンテナは、二つの平板状アンテナを隣接配置してなり、前記二つの平板状アンテナの外形サイズが前記二つのコイル状アンテナを巻回軸方向から見たときの外形サイズとほぼ同じであること、
を特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記情報処理システムにおいて、高周波信号（ＵＨＦ帯、ＳＨＦ帯）を比較的近距離で送受信する無線ＩＣタグの複数のコイル状アンテナ（コイル状アンテナ部）はそれぞれの巻回軸が異なる位置に配置され、かつ、巻回方向が同じであるため、各アンテナ（アンテナ部）に生じた電流が打ち消し合うことはなく、エネルギー伝達効率が向上する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
以下に、本発明に係る情報処理システムの実施例について添付図面を参照して説明する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
（他の実施例）
なお、本発明に係る情報処理システムは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
以上のように、本発明は、情報処理システムに有用であり、特に、リーダライタのアンテナと無線ＩＣタグのアンテナとのエネルギー伝達効率が向上し、通信距離を長くできる点で優れている。
【国際調査報告】
2011055702.tif 000024
2011055702.tif 000025
2011055702.tif 000026
2011055702.tif 000027